Termojaderná fúze je už sto let stará, elektřinu začne vyrábět nejdřív za třicet let

Po roce 1945 nastal věk termojaderného optimismu a Západ i Východ věřily, že fúzní reaktor je otázkou několika let. Pokud všechno dobře půjde, mohly by se tyto sny začít plnit po roce 2050.

Termojaderná fúze je už sto let stará, elektřinu začne vyrábět nejdřív za třicet let
Mezinárodní pokusný fúzní reaktor ITER roste v jihofrancouzském technologic- kém centru Cadarache. Jeho cena se odhaduje na 20 miliard eur a na plný výkon by měl naběhnout v roce 2035. | foto Shutterstock.com

Když roku 1959 vyšla v Československu kniha O umělé slunce, citovala hned v úvodu „památná slova“ sovětského akademika Něsmějanova: „Lidstvo již brzy přestane využívat drobtů energie z uhlí, vody a uranu“ a vytvoří „na Zemi mocné vodíkové elektrárny“ a podle potřeby i „své vlastní umělé slunce“. Vodíkové elektrárny ani umělé slunce dodnes nemáme, ale nabubřelý socialistický futurismus v tom rozhodně nebyl sám.

Do termojaderné fúze se vkládaly obrovské naděje i na Západě a světová média periodicky přinášela zaručené zprávy o tom, že se kromě vodíkových bomb začnou již brzy stavět také vodíkové elektrárny. Například v březnu 1951 argentinský prezident Juan Perón na tiskové konferenci slavnostně oznámil, že experimenty „jeho“ fyzika Ronalda Richtera (což byl mimochodem sudetský Němec ze Sokolova) vedly ke spuštění termojaderné fúze a svět bude mít brzy tolik energie, kolik jen bude chtít.

Richterovy pokusy s elektrickým obloukem byly ve skutečnosti, jak ve svých článcích píše fyzik a popularizátor vědy Milan Řípa, od začátku chybné a nic neprokazovaly. Nakonec z toho byla ostuda a Richter dožil v hanbě a zapomnění.

Perónovo velkohubé prohlášení ovšem nezůstalo bez následků. Okamžitě na něj zareagoval Stalin a podle Řepy to vedlo k výraznému navýšení peněz určených pro výzkum „mírového využití“ termojaderné fúze.

To umožnilo ještě v 50. letech zahájit stavbu prvního pokusného „tokamaku“, tedy dodnes nejpoužívanějšího a nejnadějnějšího designu fúzního reaktoru, který má tvar dutého prstence a kroužící rozžhavené plazma udržuje v dostatečné vzdálenosti od stěn magnetické pole emitované mimořádně silnými elektromagnety.

Dodejme, že tento typ reaktoru navrhli jen krátce před Perónovým vystoupením dva skvělí sovětští fyzici – Igor Tamm a nositel Nobelovy ceny za mír Andrej Sacharov.

ITER a DEMO

Prstencový design tokamaku dnes sdílí naprostá většina pokusných fúzních reaktorů – evropský JET, americký TFTR, japonský JT-60, čínský EAST i ruský T-15. A tokamakem bude i mezinárodní fúzní reaktor ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Jde o dosud zdaleka největší mezinárodní vědecký projekt, který zhruba z poloviny financuje Evropská unie a zbytek – z předpokládaných 20 miliard eur – doplatí další účastnické státy: Spojené státy, Rusko, Čína, Japonsko, Jižní Korea, Indie.

Původně měl být ITER spuštěn roku 2020 a s plným výkonem se počítalo v roce 2023, jenže došlo k různým zdržením (a také dvojnásobnému prodražení projektu a dočasnému odstoupení Spojených států), a tak se zahájení provozu odkládá (zatím) na rok 2025, přičemž plného výkonu by měl reaktor dosáhnout až o deset let později.

ITER bude čistě pokusný reaktor a nebude vyrábět žádnou elektřinu. Díky své velikosti (poloměr prstence tokamaku bude přes šest metrů) a termojadernému výkonu (500 až 700 megawattů) by měl být vůbec prvním fúzním reaktorem, který bude produkovat více energie, než kolik spotřebuje napájení a chlazení energeticky neobyčejně hladových supravodivých magnetů.

Po ITER, který má sloužit k vychytání chyb a odladění provozu, by měl přijít další, již od 70. let plánovaný, demon­strační reaktor – DEMO. V tomto případě by už mělo jít o pokusnou termojadernou elektrárnu, která by měla reálně vyrábět elektřinu. Ke spuštění by mělo dojít po roce 2050, ovšem detaily projektu – pokud tedy bude někdy realizován – nejsou známy, protože se čeká na výsledky pokusů prováděných na ITER.

Český tokamak

Svůj vlastní tokamak má i Česká republika. Od roku 2009 až do loňského léta fungoval v Ústavu fyziky plazmatu pokusný reaktor Compass, který byl sice poměrně malý, ovšem simuloval podmínky, které budou panovat v budoucích velkých tokamacích ITER a DEMO. Díky tomu se na něm ladily například detaily rozmístění magnetických cívek pro ITER či tvar některých vnitřních zařízení tak, aby co nejlépe odolávala obrovským teplotám. Loni odstavený tokamak Compass by měl být brzy nahrazen novým, vylepšeným modelem – Compass Upgrade.

Mezinárodní pokusný fúzní reaktor ITER roste v jihofrancouzském technologickém centru Cadarache. Jeho cena se odhaduje na 20 miliard eur a na plný výkon by měl naběhnout v roce 2035.